Les calculs de concentration en g/L et en %
Secondaire 3-4
Il existe plusieurs types de concentration. Dans les sections suivantes, la concentration massique volumique (en |\text{g/L}|) et la concentration en pourcentage (en |\text{%}|) sont abordées. Des exercices et des exemples de calculs associés à ces deux types de concentration sont également présentés.
La concentration massique volumique (g/L)
La concentration massique volumique est un type de concentration qui correspond au rapport de la masse de soluté dissout et du volume total de la solution.
|C=\dfrac{m_{soluté}}{V_{solution}}|
où
|C\ :| concentration en grammes par litre |(\text{g/L})|
|m_{soluté}\ :| masse de soluté en grammes |(\text{g})|
|V_{solution}\ :| volume de la solution en litres |(\text{L})|
On dissout |100\ \text{mg}| de nitrate de potassium |(\text{KNO}_3)| dans |0{,}800\ \text{L}| d’eau. Quelle est la concentration massique volumique (en |\text{g/L}|) de cette solution?
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On souhaite préparer |250\ \text{mL}| d’une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium |(\text{NaOH})| concentrée à |2{,}00\ \text{g/L}.| Quelle masse d’hydroxyde de sodium en grammes |(\text{g})| est nécessaire pour préparer cette solution?
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La concentration en g/L
Attention!
Dans cette vidéo, on considère que l'ajout du soluté (la poudre de chocolat) dans le solvant (le lait) ne fait pas varier le volume total de la solution (le lait au chocolat). Ainsi, on estime que |250\ \text{mL}| de lait correspond aussi au volume de lait au chocolat |(V_{solution}).|
Lorsque l'ajout d'un soluté à un solvant fait varier le volume de la solution de façon significative, il faut bien sélectionner le volume de la solution obtenue pour effectuer les calculs de concentration.
La concentration en pourcentage (%)
La concentration en pourcentage correspond au pourcentage de la quantité de soluté dissout par rapport à la quantité de solution. Les quantités en question peuvent être des masses ou des volumes.
Il existe plusieurs types de concentration en pourcentage :
-
le pourcentage massique, aussi appelé pourcentage masse/masse |(\text{% m/m});|
-
le pourcentage volumique, aussi appelé pourcentage volume/volume |(\text{% V/V});|
-
le pourcentage massique volumique, aussi appelé pourcentage masse/volume |(\text{% m/V}).|
Le tableau suivant résume les formules et le contexte dans lequel on emploie généralement chaque type de pourcentage.
| Pourcentage massique |(\text{% m/m})| |
Pourcentage volumique |(\text{% V/V})| |
Pourcentage massique volumique |(\text{% m/V})| | |
|---|---|---|---|
|
Formule |
||C=\left(\dfrac{m_{soluté}}{m_{solution}}\right)\times 100|| |
||C=\left(\dfrac{V_{soluté}}{V_{solution}}\right)\times 100|| |
||C=\left(\dfrac{m_{soluté}}{V_{solution}}\right)\times 100|| |
|
Remarques |
|
Un pourcentage |\text{m/V}| correspond aussi à une masse de soluté sur |100\ \text{mL}| de solution. |
|
|
Contexte |
Le pourcentage massique est surtout employé lorsque le soluté et le solvant sont des solides. |
Le pourcentage volumique est surtout employé lorsque le soluté et le solvant sont des liquides. |
Le pourcentage massique volumique est surtout employé lorsque le soluté est solide et que le solvant est liquide. |
Exercice
Un bloc de métal comprend |22{,}0\ \text{g}| de nickel |(\text{Ni})| et |84{,}0\ \text{g}| de zinc |(\text{Zn}).| Quelle est la concentration de nickel dans le bloc de métal en pourcentage massique |(\text{% m/m})|?
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En laboratoire, on doit préparer |125\ \text{mL}| d’une solution aqueuse d’acide sulfurique |(\text{H}_2 \text{SO}_4)| dont la concentration est de |5{,}00\ \text{% V/V}.| Quelle quantité d’acide sulfurique pur est nécessaire pour préparer cette solution?
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Une solution est concentrée à |2{,}5\ \text{% m/V}.| Quelle est la valeur de cette concentration en grammes par litre |(\text{g/L})|?
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La concentration en pourcentage
Attention!
Dans cette vidéo, on considère que l'ajout du soluté (la poudre de chocolat) dans le solvant (le lait) ne fait pas varier le volume de la solution (le lait au chocolat). Ainsi, on estime que |250\ \text{mL}| de lait correspond aussi au volume de lait au chocolat |(V_{solution}).|
Lorsque l'ajout d'un soluté à un solvant fait varier le volume de la solution de façon significative, il faut bien sélectionner le volume de la solution obtenue pour effectuer les calculs de concentration.